JP2005533609A - 分光光度法により血液酸素添加をモニタする方法 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、オペレータは、較正されたセンサを用いて、光信号または他の基準媒体を検知することで、基準値を作ることができる。次に、そのオペレータは、同一の光信号または基準媒体を検知し、続いて較正済のセンサに一致させるように未較正のセンサを調整することで、未較正のセンサを較正することができる。このように、一度、基準となるセンサを較正すると、侵襲的な手順を必要とすることなく、他の同様のセンサを較正することができる。
しかしながら、本発明の方法は、この好適なNIRSセンサを用いることに限定されない。
パラメータE'1及びE'2は、重み付けされた脳の静脈酸素飽和度と動脈酸素飽和度の比のうち「最も適合した」組合せから導き出された較正係数を経験的に決定されるものと考えられる。非線形回帰技術を用いて、静脈及び動脈酸素飽和度に重み付けする値の特定の比に、A'1、A'2、E'1及びE'2の関数である「R」の「最も適合した」関係を見つけるために、静脈及び動脈酸素飽和度に重み付けする値の異なる組合せに相互に関連づけることによって、E'1及びE'2が決定される。
14 アセンブリハウジング
18 光源
19 光検出器
20 光検出器
Claims (53)
- 近赤外分光光度センサを用いて、対象組織内の血液酸素飽和度レベルを非侵襲的に決定する方法であって、
上記センサを用いて上記対象組織内に、第1の波長、第2の波長及び第3の波長を有する光信号を伝送させるステップと、
上記光信号が上記対象組織を通って第1の所定距離及び第2の所定距離を伝搬した後、上記センサを用いて、上記第1の波長、第2の波長及び第3の波長の上記光信号の第1の強度及び第2の強度を検知するステップと、
上記対象組織内で光信号の散乱に起因する光信号の減衰を求めるために、上記センサで検知される上記対象組織に関する経験的データを用いて上記センサを較正するステップと、
検知された上記第1、第2及び第3の波長の上記第1の強度及び第2の強度を用いて、上記第1、第2及び第3の波長それぞれの光信号の減衰を決定するステップと、
上記第1の波長と上記第2の波長間の光信号の減衰差、及び上記第1の波長と上記第3の波長間の光信号の減衰差を決定するステップと、
上記第1の波長と上記第2の波長間の上記減衰差、及び上記第1の波長と上記第3の波長間の上記減衰差を用いて、上記対象組織内の上記血液酸素飽和レベルを決定するステップとを含む方法。 - 上記センサが、式:
SmvO2=Kv*SvO2+Ka*SaO2
を用いて較正される請求項1記載の方法。 - 上記センサが、第1の較正定数及び第2の較正定数を決定するべく、経験的データを用いて較正される請求項2記載の方法。
- 光子経路長Lbを決定し、上記第1及び第2の較正定数を用いて、上記対象組織内のオキシヘモグロビン濃度及びデオキシヘモグロビン濃度を決定するステップをさらに備える請求項4記載の方法。
- 対象の皮膚に取り付けられた近赤外分光光度センサを用いて対象組織内の血液酸素飽和度レベルを決定する方法であって、
上記対象組織内に、第1の波長、第2の波長及び第3の波長を有する光信号を伝送させるステップと、
上記光信号が上記対象組織を通って第1の所定距離及び第2の所定距離を伝搬した後、上記センサを用いて、上記光信号の上記第1の波長、第2の波長及び第3の波長の第1の強度及び第2の強度を検知するステップと、
検知された上記第1、第2及び第3の波長の上記第1の強度及び第2の強度を用いて、上記第1、第2及び第3の波長それぞれの光信号の減衰を決定するステップと、
上記第1の波長と上記第2の波長間の光信号の減衰差、及び上記第1の波長と上記第3の波長間の光信号の減衰差を決定するステップと、
検知する時間と同じ時間あるいはそれとほぼ同じ時間で上記対象から得られた経験的データを用いて、第1の較正定数及び第2の較正定数を決定するステップと、
上記第1の波長と上記第2の波長の間の上記減衰差と、上記第1の波長と上記第3の波長の間の上記減衰差と、上記第1の較正定数と、上記第2の較正定数とを用いて上記対象組織内の上記血液酸素飽和度レベルを決定するステップとを備える方法。 - 上記経験的データが、上記対象からの静脈血及び動脈血を個別にサンプリングすることにより収集される請求項11記載の方法。
- 上記経験的データが、上記対象からの静脈血及び動脈血を連続的にモニタリングすることにより収集される請求項11記載の方法。
- 上記センサが、式:
SmvO2=Kv*SvO2+Ka*SaO2
を用いて較正される請求項11記載の方法。 - 光子経路長Lbを決定し、上記第1及び第2の較正定数を用いて、上記対象組織内のオキシヘモグロビン濃度及びデオキシヘモグロビン濃度を決定するステップをさらに備える請求項15記載の方法。
- 光子経路長Lbを決定し、上記第1及び第2の較正定数を用いて、上記対象組織内のオキシヘモグロビン濃度及びデオキシヘモグロビン濃度を決定するステップをさらに備える請求項22記載の方法。
- 対象組織内の血液酸素飽和レベルを決定する際に使用する近赤外分光光度センサを較正する方法であって、
上記センサを用いて上記対象組織内に、第1の波長、第2の波長及び第3の波長を有する光信号を伝送させるステップと、
上記光信号が上記対象組織を通って第1の所定距離及び第2の所定距離を伝搬した後、上記センサを用いて、上記光信号の上記第1、第2及び第3の波長の第1の強度及び第2の強度を検知するステップと、
検知された上記第1、第2及び第3の波長の上記第1の強度及び第2の強度を用いて、上記第1、第2及び第3の波長のそれぞれについて上記光信号の減衰を決定するステップと、
上記第1の波長と上記第2の波長間の光信号の減衰差、及び上記第1の波長と上記第3の波長間の光信号の減衰差を決定するステップと、
検知する時間と同じ時間あるいはそれとほぼ同じ時間で上記対象から得られた経験的データを用いて、第1の較正定数及び第2の較正定数を決定するステップと、
上記第1の較正定数及び上記第2の較正定数を用いて上記センサを較正するステップとを備える方法。 - 上記経験的データが、上記対象からの静脈血及び動脈血を個別にサンプリングすることにより収集される請求項27記載の方法。
- 上記経験的データが、上記対象からの静脈血及び動脈血を連続的にモニタリングすることにより収集される請求項27記載の方法。
- 上記センサが、式:
SmvO2=Kv*SvO2+Ka*SaO2
を用いて較正される請求項27記載の方法。 - 光子経路長Lbを決定し、上記第1及び第2の較正定数を用いて、上記対象組織内のオキシヘモグロビン濃度及びデオキシヘモグロビン濃度を決定するステップをさらに備える請求項31記載の方法。
- NIRSセンサを較正する方法であって、
第1の波長、第2の波長及び第3の波長を有する第1の光信号を、較正されたNIRSセンサから基準試料に伝送させるステップと、
上記第1の光信号が上記基準試料を伝搬した後、上記較正されたNIRSセンサで、上記第1の光信号の、上記第1、第2及び第3の波長の第1の強度及び第2の強度を検知するステップと、
上記較正されたNIRSセンサで検知された上記第1の光信号の上記第1の強度及び上記第2の強度を用いて、上記第1、第2及び第3の波長のそれぞれについて上記第1の光信号の第1の減衰を決定するステップと、
第1の波長、第2の波長、及び第3の波長を有する第2の光信号を、未較正のNIRSセンサから上記基準試料に所定の第1の強度で伝送させるステップと、
上記第2の光信号が対象を伝搬した後、上記未較正のNIRSセンサで、上記第2の光信号の、上記第1、第2及び第3の波長の第2強度を検知するステップと、
上記未較正のNIRSセンサで検知された上記第1、第2及び第3の波長の上記所定の第1の強度及び第2の強度を用いて、第1、第2及び第3の波長のそれぞれについて上記第2の光信号の第2の減衰を決定するステップと、
上記第2の減衰が上記第1の減衰にほぼ一致するように未較正のNIRSセンサを調整するステップとを備える方法。 - 近赤外分光光度センサを用いて、対象組織内のオキシヘモグロビン濃度及びデオキシヘモグロビン濃度を非侵襲的に決定する方法であって、
(a)第1の波長、第2の波長及び第3の波長を有する光信号をNIRSセンサから上記対象組織内に伝送させ、
上記光信号が上記対象組織を通って第1の所定距離及び第2の所定距離を伝搬した後、上記センサを用いて、上記光信号の上記第1、第2及び第3の波長の第1の強度及び第2の強度を検知し、
上記対象組織内で光信号の散乱に起因する光信号の減衰を求めるために、上記センサで検知される上記対象組織に関する経験的データを用いて上記センサを較正し、
検知された上記第1、第2及び第3の波長の上記第1の強度及び第2の強度を用いて、上記第1、第2及び第3の波長のそれぞれについて上記光信号の減衰を決定し、
上記第1の波長と上記第2の波長間の光信号の減衰差、及び上記第1の波長と上記第3の波長間の光信号の減衰差を決定し、
検知する時間と同じ時間あるいはそれとほぼ同じ時間で上記対象から得られた経験的データを用いて、第1の較正定数及び第2の較正定数を決定し、
上記第1の波長と上記第2の波長の間の上記減衰差と、上記第1の波長と上記第3の波長の間の上記減衰差と、上記第1の較正定数と、上記第2の較正定数とを用いて上記対象組織内の上記血液酸素飽和度レベルを決定するステップと、
(b)光子経路長Lbを決定するステップと、
(c)上記第1の較正定数及び上記第2の較正定数を用いて、上記対象組織内の上記オキシヘモグロビン濃度及び上記デオキシヘモグロビン濃度を決定するステップとを備える方法。 - 近赤外分光光度センサを用いて、初期時間t1及び後の時間t2での対象組織内のオキシヘモグロビン濃度及びデオキシヘモグロビン濃度を非侵襲的に決定する方法であって、
(a)第1の波長、第2の波長及び第3の波長を有する光信号をNIRSセンサから上記対象組織内に伝送させ、
上記光信号が上記対象組織を通って第1の所定距離及び第2の所定距離を伝搬した後、上記センサを用いて、上記光信号の上記第1、第2及び第3の波長の第1の強度及び第2の強度を検知し、
上記対象組織内で光信号の散乱に起因する光信号の減衰を求めるために、上記センサで検知される上記対象組織に関する経験的データを用いて上記センサを較正し、
検知された上記第1、第2及び第3の波長の上記第1の強度及び第2の強度を用いて、上記第1、第2及び第3の波長のそれぞれについて上記光信号の減衰を決定し、
上記第1の波長と上記第2の波長間の光信号の減衰差、及び上記第1の波長と上記第3の波長間の光信号の減衰差を決定し、
検知する時間と同じ時間あるいはそれとほぼ同じ時間で上記対象から得られた経験的データを用いて、第1の較正定数及び第2の較正定数を決定し、
上記第1の波長と上記第2の波長の間の上記減衰差と、上記第1の波長と上記第3の波長の間の上記減衰差と、上記第1の較正定数と、上記第2の較正定数とを用いて上記対象組織内の上記血液酸素飽和度レベルを決定するステップと、
(b)光子経路長Lbを決定するステップと、
(c)式:
を用いて、上記対象組織内の上記オキシヘモグロビン濃度及び上記デオキシヘモグロビン濃度を、上記初期時間t1において決定するステップと、
(d)上記初期時間t1から後の第2時間t2までの上記オキシヘモグロビン濃度の変化及び上記デオキシヘモグロビン濃度の変化を式:
(e)上記後の時間t2における上記対象組織内の上記オキシヘモグロビン濃度及び上記デオキシヘモグロビン濃度を式:
- 近赤外分光光度センサを用いて、対象組織内の血液酸素飽和度レベルを非侵襲的に決定する方法であって、
上記センサを用いて対象組織内に光信号を伝送させるステップと、
上記光信号が上記対象を通って第1の所定距離及び第2の所定距離を伝搬した後、上記センサを用いて、適宜に選択された3つ以上の波長の上記光信号の第1の強度及び第2の強度を検知するステップと、
上記対象組織内で光信号の散乱に起因する光信号の減衰を求めるために、上記センサで検知される上記対象組織に関する経験的データを用いて上記センサを較正するステップと、
上記適宜に選択された波長の上記第1の強度及び検知された上記第2の強度を用いて、上記適宜に選択された少なくとも「n」(nは3以上の整数)数の波長の光信号の減衰を決定するステップと、
第1の波長と上記適宜に選択された「n」数の波長のそれぞれとの間の上記光信号の減衰差を決定するステップと、
上記第1の波長と他の適宜に選択された「n」数の波長のそれぞれとの間の減衰差を用いて、上記対象組織内の上記血液酸素飽和度レベルを決定するステップとを備える方法。 - 対象の皮膚に取り付けた近赤外分光光度センサを用いて、対象組織内の血液酸素飽和度レベルを決定する方法であって、
上記対象組織内に光信号を伝送させるステップと、
上記光信号が上記対象を通って第1の所定距離及び第2の所定距離を伝搬した後、上記センサを用いて、適宜に選択された3つ以上の波長の上記光信号の第1の強度及び第2の強度を検知するステップと
上記適宜に選択された波長の上記第1の強度及び検知された上記第2の強度を用いて、上記適宜に選択された少なくとも「n」(nは3以上の整数)数の波長の光信号の減衰を決定するステップと、
第1の波長と上記適宜に選択された「n」数の波長のそれぞれとの間の上記光信号の減衰差を決定するステップと、
検知する時間と同じ時間あるいはそれとほぼ同じ時間で上記対象から得られた経験的データを用いて、第1の較正定数及び第2の較正定数を決定するステップと、
上記第1の波長と他の適宜に選択された「n」数の波長のそれぞれとの間の減衰差と上記第1の較正定数と上記第2の較正定数とを用いて、上記対象組織内の上記血液酸素飽和度レベルを決定するステップとを備える方法。 - 近赤外分光光度センサを用いて、対象組織内の血液酸素飽和度レベルを非侵襲的に決定する方法であって、
上記センサを用いて上記対象組織内に、第1の波長及び第2の波長を有する光信号を伝送させるステップと、
上記光信号が上記対象組織を通って第1の所定距離及び第2の所定距離を伝搬した後、上記センサを用いて、上記第1の波長における上記光信号の第1の強度及び第2の強度を検知するステップと、
上記光信号が上記対象組織を通って第1の所定距離及び第2の所定距離を伝搬した後、上記センサを用いて、上記第2の波長における上記光信号の第3の強度及び第4の強度を検知するステップと、
上記対象組織内で光信号の散乱に起因する光信号の減衰を求めるために、上記センサで検知される上記対象組織に関する経験的データを用いて上記センサを較正するステップと、
上記第1の強度及び上記第2の強度を用いて、上記第1の波長における上記光信号の第1の減衰を決定するステップと、
上記第3の強度及び上記第4の強度を用いて、上記第2の波長における上記光信号の第2の減衰を決定するステップと、
上記第1及び第2の波長における上記光信号の上記第1の減衰と上記第2の減衰との比を決定するステップと、
上記比を用いて、上記対象組織内の上記血液酸素飽和度レベルを決定するステップとを備える方法。 - 上記センサが、式:
SmvO2=Kv*SvO2+Ka*SaO2
を用いて較正される請求項42記載の方法。 - 上記第1の較正定数及び第2の較正定数を決定するために経験的データを用いて上記センサが較正される請求項43記載の方法。
- 上記対象組織内の上記血液酸素飽和レベルを決定する際に、
上記第1の波長及び第2の波長のそれぞれの上記光信号の減衰の比を決定し、
血液酸素飽和度と上記減衰の比間の関係を定義した較正曲線から得られた経験的データを用いて、上記血液酸素飽和度レベルを決定する請求項43記載の方法。 - 光子経路長Lbを決定し、
上記第1の較正定数及び上記第2の較正定数を用いて、上記対象組織内の上記オキシヘモグロビン濃度及び上記デオキシヘモグロビン濃度を決定するステップをさらに備える請求項43記載の方法。
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